【电子音频科普】关于升频....
本帖最后由 gearup 于 2013-9-16 17:46 编辑无聊给大家说一下，玄学大师们如果认为我总是胡说八道，混淆视听，那么直接走开就行了，以下言论可能影响您的信仰.....放这里不合适可以飞外野
事情是这样的：
大家都知道，LZ穷，没钱买各种高端洋气上档次的设备，只自己瞎鼓捣做设备来听，上班没事的时候也和同事工程师聊电子音频，成天blablabla.....最后local boss不胜其扰，一纸投诉把我告到了line boss那里；
line boss就找我谈心：小X啊，这年头搞Indusrial和3C才赚得到钱啊，audio的客户有不靠谱，量又少，你看linear audio division前几年不都穷的底裤都没得穿，后来干脆解散了么.....不过既然你这么有兴趣，那么就允许你参加Audio客户和我们的con-call吧.......
然后LZ就参加这个远程会议了，客户那边有老板和几个“模拟调音大师”......“大湿”！！！当时就惊呆了有没有～～
会议的议题一开始主要是DSP的数字音频处理，LZ听得半懂不懂，然后主题就是关于SRC升频了，然后大师们就发言了，然后LZ听了就直接尿了.....
LZ后半程就一直是这个表情：‘
LZ的老板，虽然看不见脸，但是凭我对他的了解和语气来看，肯定是这个表情：
......
故事讲完了，我们来谈升频--这个是LZ以及绝大多数电子工程师对升频作用的理解啦：
升频，提升的是采样率，也就是录制的时候，ADC对pickup输出电压的采样频率，总所周知，音频带宽上限是20k Hz啦，所以按照奈奎斯特定律，采样率高于40k Hz就不会产生频率错误的混叠，所以大部分设备都用比40K Hz高一点儿的采样率，比如44.1K 48K等等；
既然采样率只比带宽上限的2倍高那么一点点，那么在回放高频段的时候，波形还原就很差（因为包含的采样点很少），但是幸好没多少音源长期保持在20K Hz，而且人耳对于这个频段声音的辨识能力很差（好吧，大多数人，金耳朵们不算），所以基本听不大出来--除非耳朵和设备都非常好～
那么提升采样频率有没有好处呢---当然后，更多的采样点，在回放时就能让输出波形更加平滑圆润--但是前提是ADC的采样率也提升了～～
目前所谓的“升频”其实ADC采样率不变，只是通过插值的办法提升DAC的电压建立频率，打个比方来说，44.1k的采样率，播放的时候却是192k。
因为填充了更多的采样点，波形更平滑了--但是DAC后面的模拟滤波器一样有这个作用，而且音频负载大多是感性的，天生就是个LPF.....更重要的是，增加的采样点都是根据固件里的算法“猜”出来的，既然是猜的，就会猜错，引入失真就在所难免啦～～
所以从模拟信号的回放来看，“升频”带来的只有失真而已，所以什么“声场更宽”啦，“细节更丰富啦”，“高频更温暖啦"........除了大师们的心理作用以外，很可能是把失真当作了音质的提升。
扯了这么多，那么升频的意义何在呢？？？
在于信号处理起来容易一些：
1.DAC的噪声很大一部分来自于电压建立时的暂稳态，这个主要频率在采样率以及其倍频(谐波）上，虽然大部分是带外噪声人耳听不到啦，但是测试数据会比较难看，所以一般的DAC后面有个滤掉这些噪声的LPF，那么一个针对44.1K采样率的设计就应该是通带0--20K，阻带44k+.....然后大家可以试试，一个二阶的滤波器很难实现这一点，要么通带不平坦，要么阻带衰减不够，如果用多阶滤波器.....不说计算设计很麻烦啦，低失真的运放也是要钱的--还不便宜呢～～但是如果采样率是192k，那么就离20k很远了，有很大的操作空间，用一个简单的2阶滤波器就能获得足够好的通带平坦度和噪声衰减性能。
2.数字信号处理也容易，有些高端的聪明的客户会直接在数据到达DAC之前加个DPS能介入的FIFO型buffer，直接在数字域上对数据流进行处理，数字信号处理LZ就不大懂了，但是肯定同样的时间内更多的样本就能做更多奇奇怪怪的事不是？而且恒定的采样率信号输入，那么算法弄起来肯定更轻松愉快咯.....至少判断这个环节可以去掉了。
当然，对于某些商家来说，肯定还有个隐藏的第三的好处啦：
3.作为产品的噱头，反正客户也不懂，随便吹吹，产品就卖的更好更贵，何乐不为呢？
呵呵
音频咱不懂
图像方面
1000X1000重采样为4096*4069只能导致图像细节严重损失
音频差不多也这样？ roadcross 发表于 2013-9-16 17:37
音频咱不懂
图像方面
1000X1000重采样为4096*4069只能导致图像细节严重损失
差不多的 gearup 发表于 2013-9-16 17:40
差不多的
那你为啥做dac的时候要src到192呢
我记得你之前说是无论输入是啥都搞到192的吧？ roadcross 发表于 2013-9-16 17:42
那你为啥做dac的时候要src到192呢
我记得你之前说是无论输入是啥都搞到192的吧？ ...
现在算法先进啊，引入的失真是-133db，很小；
但是我设计LPF就方便很多，
这一点忘记写了，我去更新到顶楼。 不明觉厉。楼主能否总结一下，也能让我等小白面对大师能“哈哈哈你看看你” 连挺古董的PCM1704的fs也有768khz einhorn 发表于 2013-9-16 18:04
连挺古董的PCM1704的fs也有768khz
http://image15.poco.cn/mypoco/myphoto/20130916/18/6340505820130916180934050.png
我书读的少，你别骗我；
而且DAC允许的建立频率和回放时的时钟频率并没有直接关系吧？ 这样说没有升频更好嘛。。。cambridge dacmagic plus的升频功能没法关闭吗？ justevil 发表于 2013-9-16 18:21
这样说没有升频更好嘛。。。cambridge dacmagic plus的升频功能没法关闭吗？
你干嘛执着于cambridge的那个DAC，就因为我推荐过一次？
大人我错了，我劝你千万别买，那就是个渣渣，你要是觉得不好听了，我绝壁就是千古罪人了...... gearup 发表于 2013-9-16 18:23
你干嘛执着于cambridge的那个DAC，就因为我推荐过一次？
大人我错了，我劝你千万别买，那就是个渣渣，你 ...
已经听了一礼拜了。。。还是比以前听过的x-fi ep和pha-1舒服的。现在想听听AUDIOLAB M-DAC和MYTEK 192，音箱也想升级了... 本帖最后由 gearup 于 2013-9-16 18:46 编辑
justevil 发表于 2013-9-16 18:32
已经听了一礼拜了。。。还是比以前听过的x-fi ep和pha-1舒服的。现在想听听AUDIOLAB M-DAC和MYTEK 192， ...
求二手......
我马上要开始一个用LME49830的MOSFET功放项目，可以用啦推音箱。
gearup 发表于 2013-9-16 18:10
我书读的少，你别骗我；
而且DAC允许的建立频率和回放时的时钟频率并没有直接关系吧？ ...
这个貌似是配合DF1704的数据，单纯PCM1704的话据说最高1.536MHz也可以 gearup 发表于 2013-9-16 18:44
求二手......
我马上要开始一个用LME49830的MOSFET功放项目，可以用啦推音箱。
...
现在听着还挺爽的，短时间内不想出，而且据说升级音箱提升大，又据说无源的太麻烦...所以本来酝酿试下solo6be，不过又听说做工不好又担心太大，现在想考虑adam artist5了。。。 20K?你确定你们听得到17K以上？你确定你30岁后还能听到16k？ einhorn 发表于 2013-9-16 19:17
这个貌似是配合DF1704的数据，单纯PCM1704的话据说最高1.536MHz也可以
你肯定记错了，
按照过采样模式下的bit clk来算，也才768k，而且输出更新速率最大96k
不懂理论
原始采样率96和44.1，感觉区别不大
升频的会变圆润
但是都不如原始24bit采样的
----发送自 lge LG-F160L,Android 4.1.2 鲁路修.兰佩路基 发表于 2013-9-17 09:51
不懂理论
原始采样率96和44.1，感觉区别不大
升频的会变圆润
24 bits是分辨率.....
而且我能说戏服失格么？ 本帖最后由 einhorn 于 2013-9-17 10:21 编辑
gearup 发表于 2013-9-17 09:04
你肯定记错了，
按照过采样模式下的bit clk来算，也才768k，而且输出更新速率最大96k
diy的很多不用DF1704，所以会有192x8/192x4的成品 鲁路修.兰佩路基 发表于 2013-9-17 09:51
不懂理论
原始采样率96和44.1，感觉区别不大
升频的会变圆润
你这把概念搅一起，无法吐槽 本帖最后由 gearup 于 2013-9-17 10:38 编辑
ramiel1 发表于 2013-9-17 10:24
LZ图样，压视频的早就用类似这种先升频再降频的办法来减少锯齿了，音频也是同理的，先升频再降到44K播放音 ...
请研读<数字信号处理>一书,顺便有空读读<数据转换器指南>一书,有空在看看<运算放大器权威指南>
我专注analog signal conditioning快8年了，什么手段我没见过？ 这些手段的意义的优劣我基本都清楚。
插值在信号重现这个过程上只会引入失真(前提是模拟域上有LPF），因为插值的算法本身就是个filter，你拿视频处理打比方有意义么？
作为野生的大师，我劝你多看看书再码字。
ramiel1 发表于 2013-9-17 10:24
LZ图样，压视频的早就用类似这种先升频再降频的办法来减少锯齿了，音频也是同理的，先升频再降到44K播放音 ...
高分辨率原图都没有，谈什么失真。你那是锐度变化，概念都搞不清，和玄学一个套路 ramiel1 发表于 2013-9-17 10:24
LZ图样，压视频的早就用类似这种先升频再降频的办法来减少锯齿了，音频也是同理的，先升频再降到44K播放音 ...
只是你觉得“好”而已 einhorn 发表于 2013-9-17 10:14
diy的很多不用DF1704，所以会有192x8/192x4的成品
192×8的音源何来？
你是不是搞错概念了？
无论是过采样还是直接并联，其目的都是通过白噪声的分布理论提高动态范围；
DAC内部的Sign-Magnitude结构决定了它的暂稳态时间，它无法建立高于承诺sps以上频率的有效电压。 ramiel1 发表于 2013-9-17 10:49
无知不是罪，你用过那些软件再来说话，PhotoZoom Pro的S-Spline Max算法插值一张480P到1080P用GPU加速都 ...
对于gpu加速都需要好几分钟我很好奇，以gpu那贫弱的分支计算能力，要么没得算，要么一张1080P的图也就几十毫秒的事 ramiel1 发表于 2013-9-17 10:49
无知不是罪，你用过那些软件再来说话，PhotoZoom Pro的S-Spline Max算法插值一张480P到1080P用GPU加速都 ...
你去看看信息论好吧。插值要能插出新的信息，搞天文的脑残要造那么大的望远镜 roadcross 发表于 2013-9-17 10:53
对于gpu加速都需要好几分钟我很好奇，以gpu那贫弱的分支计算能力，要么没得算，要么一张1080P的图也就几 ...
认真你就输了，
你看别人的论点就是：“analog filter有失真，digital filter没失真不说，还能让原始离散信号更接近于真实信号”
我都不知从何吐槽起了。 本帖最后由 gearup 于 2013-9-17 11:35 编辑
ramiel1 发表于 2013-9-17 11:22
我说了，你一定追求理论无失真的音质增强，那你尝试看看能否提个比升频更有用的技术出来。实际消费者都是 ...
看来你微电子没学好.....lol
我可以在DAC前端加个buffer重建clk（SPDIF或者I2S），干嘛要用这种不靠谱儿的方法；
很明确的告诉你，SRC升频的初衷就是方便后面的DSP；
至于你在后面随别质疑我能力的部分我就不评论了，虽然我完全不会layout，但是我好歹在全球最大的模拟器件半导体公司的AE团队干了好几年，专职模拟信号链......
至于什么“内部文档”.......我自己写的application note算不算啊？
ramiel1 发表于 2013-9-17 11:22
我说了，你一定追求理论无失真的音质增强，那你尝试看看能否提个比升频更有用的技术出来。实际消费者都是 ...
你和他说失真，他和你说听感。这手段怎么这么熟悉呢 gearup 发表于 2013-9-17 11:32
看来你微电子没学好.....lol
我可以在DAC前端加个buffer重建clk（SPDIF或者I2S），干嘛要用这种不靠谱儿 ...
大大是在AD还是在TI啊？膜拜一下 hyddx 发表于 2013-9-17 11:39
大大是在AD还是在TI啊？膜拜一下
我没理解错的话，是TI... gearup 发表于 2013-9-17 10:56
认真你就输了，
你看别人的论点就是：“analog filter有失真，digital filter没失真不说，还能让原始离 ...
单就“让原始离散信号更接近于真实信号”
这一点来说，理论上有足够多的模型做参考的话好像是有可能的，不过我不信音频产品里面那个小小的dsp有做这种算法就是了 拜玄学大师
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